الظروف التجريبية المعدلة لفقدان السمع الناجم عن الضوضاء في الفئران وتقييم وظيفة السمع وتلف خلايا الشعر الخارجية
Summary
هنا ، نقدم بروتوكولا لنموذج الماوس لفقدان السمع الناجم عن الضوضاء (NIHL). للحث على NIHL ، قمنا بتطوير جهاز جديد وبسيط باستخدام البلاستيك المموج ، وقفص مصيدة الفئران ، ومكبر صوت. تم استخدام استجابة جذع الدماغ السمعية والتصوير المناعي لتقييم وظيفة السمع وتلف خلايا الشعر الخارجية ، على التوالي.
Abstract
يعد النموذج الحيواني لفقدان السمع الناجم عن الضوضاء (NIHL) مفيدا لأخصائيي علم الأمراض والمعالجين وعلماء الصيدلة والباحثين في السمع لفهم آلية NIHL تماما ، وبالتالي تحسين استراتيجيات العلاج المقابلة. تهدف هذه الدراسة إلى إنشاء بروتوكول محسن لتطوير نموذج فأر من NIHL. تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6J في هذه الدراسة. تعرضت الفئران غير المخدرة لضوضاء عالية (1 و 6 كيلو هرتز ، معروضة في وقت واحد عند 115-125 ديسيبل SPL-A) بشكل مستمر لمدة 6 ساعات يوميا لمدة 5 أيام متتالية. تم تقييم الوظيفة السمعية بعد يوم واحد وأسبوع واحد من التعرض للضوضاء ، باستخدام استجابة جذع الدماغ السمعي (ABR). بعد قياس ABR ، تم التضحية بالفئران ، وتم جمع أعضاء كورتي الخاصة بهم من أجل تلطيخ التألق المناعي. من قياسات استجابة جذع الدماغ السمعية (ABR) ، لوحظ فقدان السمع بشكل كبير بعد 1 يوم من التعرض للضوضاء. بعد 1 أسبوع ، انخفضت عتبات السمع للفئران التجريبية إلى ~ 80 ديسيبل SPL ، والتي كانت لا تزال مستوى أعلى بكثير من الفئران الضابطة (~ 40 ديسيبل SPL). من نتائج التصوير المناعي ، تبين أن خلايا الشعر الخارجية (OHCs) تالفة. باختصار ، أنشأنا نموذجا ل NIHL باستخدام ذكور الفئران C57BL / 6J. تم تطوير جهاز جديد وبسيط لتوليد وتوصيل ضوضاء نقية ثم تم استخدامه. أظهرت القياسات الكمية لعتبات السمع والتأكيد المورفولوجي لأضرار OHC أن الضوضاء المطبقة نجحت في إحداث فقدان السمع المتوقع.
Introduction
يعاني حوالي 1.3 مليار شخص في جميع أنحاء العالم من فقدان السمع بسبب التعرض للضوضاء1. في هذه الدراسة ، كنا نهدف إلى إنشاء عملية واضحة خطوة بخطوة لتحفيز وتأكيد فقدان السمع الناجم عن الضوضاء (NIHL). ينتج NIHL عن تنكس / تدمير خلايا الشعر (HCs) والخلايا العصبية العقدية الحلزونية (SGNs) ، وتلف في الأهداب المجسمة HC ، و / أو فقدان نقاط الاشتباك العصبي بين HCs الداخلية للقوقعة و SGNs. قد تسبب هذه التشوهات أيضا طنين الأذن وضعف إدراك الكلام (خاصة في بيئة صوتية معقدة) إلى جانب NIHL. قد تتأثر الوظائف الاجتماعية والنفسية والمعرفية بالتتابع بهذه العيوب الفسيولوجية2،3،4،5،6.
في الدراسات قبل السريرية المتعلقة ب NIHL القائمة على الفئران ، فإن سلالات الفئران الأكثر شيوعا هي CBA / CaJ2،3،6،7 و C57BL / 6 4،5،8. علاوة على ذلك ، يتم استخدام ذكور الفئران 3،4،7 بشكل أكثر شيوعا منالفئران الأنثوية ، لأن الإستروجين له تأثير وقائي على السمع. لذلك ، استخدمنا الفئران الذكور فقط في هذه الدراسة9. بعد الرجوع إلى الأدبيات ، اخترنا 1 كيلو هرتز و 6 كيلو هرتز كترددات للضوضاء المطبقة. كانت شدة الضوضاء المطبقة 115 ديسيبل SPL-A (المحيطة بالقفص) إلى 125 ديسيبل SPL-A (في وسط القفص). بعد تعريض فئران التجارب للضوضاء بشكل مستمر لمدة 6 ساعات في اليوم ، لمدة 5 أيام متتالية ، أشارت الزيادة المثلى في عتبة السمع إلى المدى الأمثل ل NIHL في فئران التجارب. يتم وصف عمليات التعامل مع الحيوانات ، وبناء الإعداد التجريبي ، وإحداث الضوضاء بوضوح خطوة بخطوة في البروتوكول المقدم.
Protocol
Representative Results
Discussion
يمكن تقسيم NIHL إلى نوعين: NIHL المؤقت ، والذي يظهر تحولا زمنيا لعتبة السمع ، و NIHL الدائم ، والذي يتميز بتحول عتبة السمع الدائم. ويعتقد أن فقدان السمع الذي لاحظناهفي اليوم 6 (1 يوم بعد التعرض للضوضاء) هو مزيج من هذين النوعين. في هذه الحالة ، ستظهر عتبة السمع انتعاشا تدريجيا بمرور الوقت بسبب ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر المنح المقدمة من وزارة العلوم والتكنولوجيا (MOST) التابعة لحكومة تايوان (MOST 110-2314-B-715-005 ، MOST 111-2314-B-715-009-MY3) ، والمنح البحثية الداخلية من كلية ماكاي الطبية (MMC-RD-110-1B-P030 ، MMC-RD-111-CF-G002-03).
Materials
| 1/4" CCP Free-field Standard Microphone Set | GRAS | 428158 | For noise exposure |
| Amplifier Input Module, AMI100D | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Bio-amplifier, BIO100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Bovine Serum Albumin | SIGMA | A9647 | Immunofluorescence staining |
| Cellsens software | Olympus life science | Image acquisition | |
| Corrugated plastic | |||
| DAPI fluoromount | SouthernBiotech | 0100-20 | Immunofluorescence staining |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | SIGMA | E5134 | Decalcification |
| Evoked Response Amplifier, ERS100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Formaldehyde | APLHA | F030410 | Fixation of cochlear |
| High Performance Data Acquisition System, MP160 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Modular Extension Cable, MEC110C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Myo7A primary antibody | Proteus | 25-6790 | Immunofluorescence staining |
| Myo7A secondary antibody | Jackson immunoresearch | 711-545-152 | Immunofluorescence staining |
| Needle Electrode, Unipolar 12 mmTp, EL452 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| phalloidin antibody | Alexa Fluor | A12381 | Immunofluorescence staining |
| phosphate-buffered saline | SIGMA | P4417 | |
| Rat trap cage | 14 cm x 17 cm x 24cm | ||
| ROMPUN- xylazine injection, solution | Bayer HealthCare, LLC | ||
| Sound amplifier, MT-1000 | unika | For noise exposure | |
| Sound generator/analyzer/miscellaneous, FW-02 | CLIO | 620300719 | For noise exposure |
| Soundproof chamber | IEA Electro-Acoustic Technology | For noise exposure and ABR | |
| Speaker | IEA Electro-Acoustic Technology | For noise exposure | |
| Stimulator Module, STM100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Triton X-100 | SIGMA | T8787 | Immunofluorescence staining |
| Tubephone Set, OUT101 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Upright Microscope, BX53 | Olympus | Image acquisition | |
| Zoletil | Virbac |
References
- World Report on Hearing. World Health Organization Available from: https://www.who.int/publications/i/item/9789240020481 (2021)
- Fernandez, K. A., et al. Noise-induced cochlear synaptopathy with and without sensory cell loss. 神经科学. 427, 43-57 (2020).
- Kujawa, S. G., Liberman, M. C. Adding insult to injury: cochlear nerve degeneration after "temporary" noise-induced hearing loss. The Journal of Neuroscience. 29 (45), 14077-14085 (2009).
- Wang, J., et al. Overexpression of X-linked inhibitor of apoptosis protein protects against noise-induced hearing loss in mice. Gene Therapy. 18 (6), 560-568 (2011).
- Takeda, S., Mannström, P., Dash-Wagh, S., Yoshida, T., Ulfendahl, M. Effects of aging and noise exposure on auditory brainstem responses and number of presynaptic ribbons in inner hair cells of C57BL/6J mice. Neurophysiology. 49 (5), 316-326 (2017).
- Rouse, S. L., Matthews, I. R., Li, J., Sherr, E. H., Chan, D. K. Integrated stress response inhibition provides sex-dependent protection against noise-induced cochlear synaptopathy. Scientific Reports. 10 (1), 18063 (2020).
- Amanipour, R. M., et al. Noise-induced hearing loss in mice: Effects of high and low levels of noise trauma in CBA mice. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2018, 1210-1213 (2018).
- Edderkaoui, B., Sargsyan, L., Hetrick, A., Li, H. Deficiency of duffy antigen receptor for chemokines ameliorated cochlear damage from noise exposure. Frontiers in Molecular Neuroscience. 11, 173 (2018).
- Hultcrantz, M., Simonoska, R., Stenberg, A. E. Estrogen and hearing: a summary of recent investigations. Acta Oto-laryngologica. 126 (1), 10-14 (2006).
- Tsai, S. C. -. S., et al. The intravenous administration of skin-derived mesenchymal stem cells ameliorates hearing loss and preserves cochlear hair cells in cisplatin-injected mice: SMSCs ameliorate hearing loss and preserve outer hair cells in mice. Hearing Research. 413, 108254 (2022).
- Choi, M. Y., Yeo, S. W., Park, K. H. Hearing restoration in a deaf animal model with intravenous transplantation of mesenchymal stem cells derived from human umbilical cord blood. Biochemical and Biophysical Research Communications. 427 (3), 629-636 (2012).
- Yu, S. -. K., et al. Morphological and functional evaluation of ribbon synapses at specific frequency regions of the mouse cochlea. Journal of Visualized Experiments. (147), e59189 (2019).
